• 한국자기학회지
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• 제26권1호
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• pp.19-23
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• 2016

본 연구는 현재 교량에 사용되고 있는 텐던의 하중 특성을 비파괴적이면서 비접촉방법으로 측정하기 위한 것으로, 텐던의 인장력에 따른 자화상태의 변화를 보기 위하여 2 GPa까지 인장력을 인가할 수 있는 장치와 텐던에 dc 전류와 ac 전류를 인가하여 텐던을 원주 방향으로 자화시키기 위한 전류공급장치, 요크(yoke)를 사용하여 비접촉으로 텐던의 축 방향으로 자화시키기 위한 요크 장치를 제작하였다. 시편은 비교실험을 위하여 두 제조회사에서 제작된 텐던을 사용하였으며 제작된 측정 장치로 두 가지 조건의 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험은 텐던에 ac 전류를 인가하면서, 요크에 dc 전류를 인가하여 인장력에 따른 유도기전력을 요크에 부착된 탐지코일(SCY)로 측정하였고, 이를 통해 200 MPa 이하의 인장력에서는 민감하게 변화하는 것을 볼 수 있었지만 실질적으로 텐던의 인장력을 측정하여야 하는 1.5 GPa 근처에서는 그 변화량이 매우 적었다. 두 번째 실험은 요크에 ac 전류를 인가한 후, 텐던에 dc 전류를 인가하여 인장력에 따른 유도기전력을 텐던에 부착된 탐지코일(SCT)로 측정하였고, 측정 결과 유도기전력이 선형적으로 감소하였으며 이를 활용하여 텐던의 인장력을 비파괴적이면서 비접촉 방법으로 측정 가능할 것으로 생각된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.325-337
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• 2021

도로와 철도터널에서는 비상시 대피를 위한 시설이 필수적이며, 제연 및 화재 진압을 위한 설비와 승객의 피난 통로가 그것이다. 장대 병설터널에서는 횡갱을 배치하여 화재 발생 반대편 터널로 대피하도록 계획된다. 병설 쉴드터널에서는 횡갱의 시공을 위해 기 시공된 본선터널의 영구 구조물인 세그먼트 라이닝을 철거하여 원지반을 노출하여야 한다. 현대의 대부분의 쉴드TBM이 막장을 격벽으로 차단한 폐쇄형 쉴드TBM임을 감안할 때, 원지반이 노출되는 횡갱의 시공은 쉴드터널의 시공단계에서 위험도가 높은 과정 중 하나이다. 특히, 지하수위 아래의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공에서는 세그먼트 철거 및 굴착 중 토사지반의 안정성 확보를 위한 차수 및 굴착공법에 대한 면밀한 검토가 요구된다. 본 사례 연구에서는 토사지반에서 대구경 강관추진을 활용한 횡갱 굴착 공법의 시공 중 유의사항을 소개하고 시공 후 계측결과를 분석하였다. 본 사례 연구에서 소개되는 횡갱 굴착공법은 그라우팅으로 보강된 토사지반에 대구경 강관 추진 후 내부 굴착하는 공법으로써, 두 가지 메커니즘에 의해 토사지반에서 굴착 중 막장의 안정성을 확보한다. 첫 번째는 대구경 강관을 추진하여 막장 전방 토사지반의 전주면을 강관에 의해 선 지보 한다. 두 번째는 대구경 강관 추진으로 내부로 압입된 토사의 Plugging 효과에 의해 막장 전면의 지지효과를 얻을 수 있다. 추진력에 의한 강관의 변형 및 강관의 관통 완료 후 응력발생 계측결과로부터 대구경 강관 추진에 의한 횡갱 굴착공법이 토사지반에서 충분한 시공성과 안정성을 확보함을 확인하였다. 본 사례 연구의 토사 쉴드터널의 횡갱 시공공법은 유사한 현장조건에서 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 실천공학교육논문지
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• 제13권2호
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• pp.327-332
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• 2021

교육용으로 사용되는 피삭재(소재)는 SM20C, Al6061, 아크릴 등의 소재를 사용한다. SM20C 소재는 탄소강으로서 자격증 시험 및 기능경기대회에서 많이 사용되지만 산업현장에서도 많이 사용된다. Al6061 소재는 탄소강에 비하여 경도가 낮아지고 전성(연성)이 강한 소재이기에 공구의 구성인선이 많이 발생하는 소재 라고 한다. 아크릴 소재를 이용하여 학생들에게 실습지도 하면 어느 부분에서 과다 절삭으로 인하여 진동이 발생하고 공구의 파손이 발생하는 소재이다. 이러한 과정에서 5축장비인 2NC헤드에게 가해지는 충격이 정밀도 제어에는 어느정도 영향을 줄 수 있는지 알아본다. 5축장비의 가장 취약한 부분은 AC축을 제어하는 헤드가 가장 약한 부분이라 할 수 있다. 이 부분의 정밀도 및 누적 공차가 발생할 경우 모든 제품의 정밀도가 떨어지는 현상이 발생한다. 따라서 2NC헤드의 핵심적인 부분, 스핀들 하우징은 Al7075 T6(미국 알코아사) 소재를 사용하고 전체 바디는 FCD450 (구상흑연주철) 사용하여 진행하였다. 이 두가지 소재에서 작용되는 진동 및 절삭 과정에서 힘을 극한조건에서 유한요소 해석으로 적용되는 값을 밝혀 내고자 해석을 진행하였다. 이러한 해석 데이터를 활용하여 학생들이 5축절삭 보다 5축 가공기의 구조를 보고 이해하는데 도움이 되기를 기대한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권9호
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• pp.5-12
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• 2021

유사정적해석법은 실무에서 지진 시 사면의 안전계수를 구하기 위하여 널리 사용되고 있다. 반면에 동적해석은 지진 시 지반의 응력-변형관계를 가장 잘 모사할 수 있다는 장점에도 불구하고 설계기준에서 요구되는 안전계수를 산정하기 어려워 실무적으로 그 활용이 많지 않았다. 본 연구에서는 비선형 응답이력해석으로 사면의 동적 안전계수를 산정하는 기법을 구축하였다. 이 방법은 최대가속도를 인위적으로 조절해서 지진계수를 산정하는 유사정적해석법의 문제점을 극복하며 사면 고유의 증폭 특성을 고려할 수 있다. 제안된 방법은 단일 사면에 대해서 적용하였으며 해석 결과를 유사정적해석법과 비교하였다. 본 연구에서 사용한 사면 사례에서는 동적해석결과로부터 계산된 사면의 최소 안전계수는 유사정적해석결과와 유사하게 평가되었으며, 수평방향 지진계수와 활동 토체의 평균 가속도가 최대가 되는 시점에서 동적 안전계수는 최소가 됨을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.15-26
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• 2019

지진에 대한 중력식 안벽의 안정성은 구조물의 허용변위를 기준으로 평가하며, 외력으로 발생하는 변위를 계산하기 위하여 Newmark 활동블록 이론에 기초한 변위 경험식 혹은 수치해석을 사용한다. 수치해석의 경우 복잡한 지형 및 구조물에 대한 정밀한 분석이 가능하나 적절한 입력변수 및 환경설정의 어려움으로 전문가가 아니면 신뢰성 있는 결과 도출에 한계가 있다. Newmark 법의 변위 경험식은 지진파만을 가지고 영구변위를 추정하기에 수치해석보다 간편하여 널리 사용되고 있다. 하지만 변위 경험식들은 구조물의 특성과 활동면에 대한 파라메터가 없으며, 강체로 가정된 활동면에서 흙의 비선형 거동과 구조물과의 상호작용을 고려하지 않았다. 따라서 중력식 안벽의 지진 안정성 평가를 위해서는 앞서 언급한 한계점을 보완하는 새로운 변위 경험식이 필요하다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 구조물 뒷채움재의 응답특성을 분석하여 최적의 활동면 산정법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석을 수행하여 다양한 지진파에 따른 응답특성과 응력-변형률 관계를 분석하였다. 그 결과 뒷채움재의 응답특성과 활동면은 입력 지진파에 따라 달라지는 것으로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제34권6호
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• pp.459-470
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• 2018

19~20세기 생활민속자료(갓끈 장식, 구슬 및 대롱, 안경테, 안경집 장식, 망건 풍잠 및 관자, 저고리 단추 등)에 사용된 셀룰로오스 나이트레이트는 열화에 의해 균열과 미세 균열이 일어나 부서지고 있다. 균열에 의해 부서진 셀룰로오스 나이트레이트 생활민속자료의 보존을 위해 수용성 아크릴 에멀젼 접착제 4종에 대해 강화와 접착을 평가하였다. 강화처리를 위한 저농도의 아크릴 에멀젼의 점도는 Plextol D 498이 가장 낮았다. 그리고 유리전이온도(Tg)가 상온이하의 접착제 필름은 인장응력과 탄성률은 감소하고 변형률은 증가하여 유연성이 높았다. 인공 태양광 가속 열화 후에는 Plextol D 498과 Primal AC 35 필름은 접착력과 유연성을 유지하였고, Plextol D 498과 Dispersion K 52는 황변이 거의 일어나지 않아, Plextol D 498이 가속 열화에 가장 안정적이었다. 저농도 아크릴 에멀젼의 셀룰로오스 나이트레이트로의 침투성은 Plextol D 498이 가장 우수하였다. Plextol D 498 에멀젼을 사용하여 열화에 의해 부서진 갓끈의 중앙장식에 대한 보존처리는 저농도로(1%, 3%) 수 회 강화처리 후 고농도로(20%) 조각을 접착하여, 열화에 의해 부서지는 현상을 막을 수 있었고 접착이 잘 유지되었다. 보존처리 후 산소와 수분으로 부터의 열화를 막기 위해, 저습도용 탈산소제와 함께 산소 차단 필름으로 밀봉하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.91-101
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• 2019

최근 도심지내에서는 지반공동 복구공사, 관로교체 공사 등 생활의 편의성 확보를 위한 소규모 굴착공사가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 지중매설관 하부의 미흡한 다짐관리로 인하여 부등침하가 발생할 경우, 관의 파손에 의한 피해를 저감하기 위해 관 하부를 보강할 수 있는 방안에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 즉, 콘크리트매트와 팽창매트를 이용한 매설관 주변지반의 보강효과에 관한 평판재하시험을 실시하였다. 실험결과, 콘크리트매트와 팽창매트 보강에 따른 지중응력 감소율은 재하하중 크기에 따라 각각 약 46%~48% 및 39%~42%로 분석되었다. 즉, 콘크리트매트와 팽창매트의 지반보강효과에 기인하여, 연구에 적용된 각각의 재료는 매설관의 침하 및 매설관 하부지반의 변형을 감소시키는 효과가 있는 것으로 판단되었다. 이를 바탕으로 지중매설관 하부지반 또는 매설관 사이의 지반에 콘크리트매트 및 팽창매트를 보강한다면, 지중에서 예측하기 어려운 공동발생 및 지반침하에 따른 매설관 손상을 다소 방지할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.73-80
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• 2019

본 논문은 기존 5ton 카고 트럭의 적재함을 개조하여 농기계의 상, 하차를 손쉽게 할 수 있도록 하는 전동 유압 슬라이딩 데크를 개발하기 위하여 전동 유압 슬라이딩 데크 시스템의 기본 설계를 수행하였고, 기구학적 해석을 통하여 슬라이딩 데크의 길이와 구조를 고안 하였으며, 구조해석을 통하여 안전성과 경제성을 고려한 재질을 선정하였다. 먼저 슬라이딩 데크 시스템의 기본 설계를 위하여 운송 대상 농기계를 조사하였고, 필요한 요소들을 선정하였다. 선정한 요소들을 충족시킬 수 있는 유압실린더를 이용한 시스템을 고안하였다. 단순화 모델링과 기구학적 다이어그램을 통하여 슬라이딩 데크 시스템의 작동 구조를 파악하였으며, 기구학 해석을 통해 슬라이딩 데크의 최소길이와 그 구조를 고안하였다. 안전성과 경제성을 모두 만족하는 재질을 선정하기 위하여, 자동차 구조물에 사용되는 대표적인 4가지 재질을 선정하였다. 해석이 필요한 부분을 선정하고, 단순화 모델링을 통해 최대하중을 받는 조건에서 재질에 따른 응력과 변형량을 비교하였다. 그 결과 SS41P 재질사용하면 단가를 줄이고 안전성을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 작동이 불가능한 농기계의 상, 하차를 위하여 윈치 시스템을 설계하고 적용하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.87-92
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• 2019

본 논문에서는 안정적인 전력공급이 어려운 실제 현장에 적용하기 위해서 PSC 내부 텐던의 긴장력 관리를 위한 저전압 EM센싱기법을 검증하였다. 지난 국내외 PSC 구조물 사고 사례를 볼 수 있듯이, 공용간 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 PS텐던의 긴장력 관리가 매우 중요함을 알 수 있었다. 이에 본 논문에서는 EM센서를 통해 탄성-자기이론을 기반한 강자성체의 자기변형과 응력의 관계를 이용하여 전압 크기에 따른 긴장력에 대한 자기이력곡선을 계측하고자 하였다. 이를 위해 이중 원통코일형태의 EM센서를 제작하고 유압식 인장기를 이용한 PS텐던 인장 실험 장비를 구성하였다. 실험은 단계적으로 전압을 감소시켜 긴장력 크기에 따른 자기이력곡선의 변화를 계측하면서 최대/최소 전압값에 대한 계측결과에 따른 투자율의 변화와 긴장력의 관계를 비교 분석하였다. 그 결과, 전압이 감소하여 자기장의 크기가 작아짐에 따라 추정식에 대한 상수는 상이하지만 유사한 형태의 자기이력곡선 투자율의 변화를 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서는 저전압 상태에서 EM센싱기법을 이용한 PSC 내부 텐던에 대한 긴장력 관리가 가능할 것으로 판단된다.

• 산업식품공학
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• 제22권4호
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• pp.381-385
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• 2018

즉석밥의 물성을 효율적으로 측정하기 위한 방법을 모색하고자 다양한 경도를 가진 즉석밥을 대상으로 4가지 다른 물성 기법을 적용하고 그 경도 결과를 비교 분석하였다. 이를 위해 disk, cylinder, rod, cone probe를 사용한 물성 측정법을 즉석밥에 적용하여 이들의 상관관계를 조사하였다. 모든 측정 방법에 대하여 수분함량에 따른 경도와의 상관관계를 분석한 결과 비교적 높은 음의 선형관계를 보여주어 수분함량이 증가할수록 경도가 감소하는 패턴을 명확히 보여주었다. Cone probe 측정법의 경우 압축력과 전단력을 통한 개별 밥알 시료의 변형이 가능하여 가장 높은 상관관계를 보여주었고, disk probe 측정법 또한 높은 양의 상관관계를 보였지만 죽과 같이 유동성을 가진 시료에는 적용이 어려웠다. 더 나아가 측정된 힘 값을 응력 형태로 전환시켜 상호 비교한 결과 cone과 rod probe 방법 그리고 rod와 cylinder probe 방법의 Pearson 계수가 0.9에 가까운 높은 상관관계를 보여주었다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 즉석밥의 물성 측정을 위한 다양한 기법을 좀 더 이해하는데 기여할 수 있을 것으로 판단되며, 다양한 형태의 즉석밥을 개발하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 아울러, 본 연구를 통해서 얻어진 기계적 측정 결과와 관능평가 결과를 연관 지을 수 있다면 실제 식품 산업에서 활용될 수 있는 보다 의미 있는 결과를 제공할 수 있어 이에 대한 후속 연구가 필요하다.